EP1470626A1 - Device for short-circuiting two electric lines for reducing a voltage differential - Google Patents

Device for short-circuiting two electric lines for reducing a voltage differential

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Publication number
EP1470626A1
EP1470626A1 EP03704229A EP03704229A EP1470626A1 EP 1470626 A1 EP1470626 A1 EP 1470626A1 EP 03704229 A EP03704229 A EP 03704229A EP 03704229 A EP03704229 A EP 03704229A EP 1470626 A1 EP1470626 A1 EP 1470626A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electronic switching
line
electrical
switch
potential
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03704229A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin HÜNNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1470626A1 publication Critical patent/EP1470626A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/14—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to occurrence of voltage on parts normally at earth potential
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Definitions

  • the invention relates to a device for short-circuiting a first electrical line with a second electrical line for reducing a potential difference, at least one first electronic switching device being arranged between the first and the second line and at least one second electronic switching device being arranged antiparallel to this, with at least one of the two electronic switching devices, an occurring potential difference between the first and the second electrical line can be bridged, the first electronic
  • Switching device switches when the potential of the second electrical line is greater than the potential of the first electrical line by a predeterminable differential value, and the second electronic switching device switches when the potential of the first electrical line is greater than the potential of the second electrical line ,
  • Such a device is known from WO 01/06610 AI.
  • An essential part of the known device is a mechanical switch which is connected to a voltage detection device. Both are arranged between the two electrical lines. If the potential difference between the first and the second electrical line, which is recognized by the voltage detection device, is too great, the switch is closed and a short circuit between the two lines is effected.
  • Electronic switch units are only available in addition to the mechanical switch, but are only intended to supplement the mechanical switch.
  • the mechanical switch containing moving parts essentially causes the removal of an undesired th potential difference between the first and the second line.
  • the first electrical line is the travel rail, which serves as a return line
  • the second electrical line is the structural earth (grounding line).
  • the invention has for its object to provide a device for short-circuiting two electrical lines to reduce a potential difference, which largely does without moving parts.
  • the object is achieved according to the invention in that there is no mechanical switch for direct short-circuiting.
  • each electronic switching device has a component that changes from a high-resistance to a low-resistance state when a fixed voltage is exceeded.
  • the tolerable difference value of the potentials is to be determined by this component.
  • This component can be a breakover diode, a zener diode or a comparable component.
  • each electronic switching device can have an electrical switch which can be switched by a voltage monitoring device arranged between the first and the second line and which closes immediately or with a time delay when a threshold value is exceeded.
  • This electrical switch can, for example, be arranged parallel to the component of the respective electronic switching device, which e.g. can be a breakover diode. This creates a staggering.
  • the electronic switching device is automatically opened again.
  • a current detection device can be arranged, for example, between the electronic switching devices on the one hand and one of the two lines, which is connected via a control line to a switch in a connecting line between the two lines.
  • the switch is used to reset or delete semiconductor switching elements of the electronic switching device when the switch is closed.
  • the switch in the connecting line is closed briefly.
  • This switch is not used to short-circuit the two electrical lines, but only to reset (delete) the semiconductor switching elements so that they can always work reliably.
  • the electronic switching devices can, for example, also switch with a time delay in order to suppress only excessively large potential differences.
  • the electronic switching devices can contain thyristors which have response times of 1 to 2 microseconds, for example.
  • the thyristor circuit comprises at least one thyristor, the cathode of which is connected to the first electrical line and the anode of which is connected to the second electrical line.
  • a drive circuit is connected to the gate of the thyristor, which is connected in series from e.g. Toggle diode, ignition resistor and protective diode.
  • the thyristor circuit comprises at least one thyristor, the cathode of which is connected to the second electrical line and the anode of which is connected to the first electrical line.
  • a drive circuit is connected to the gate of the thyristor, which has a series circuit of e.g. Toggle diode, ignition resistor and protective diode.
  • the breakover diode has an ignition voltage of 200 to 800 volts, for example.
  • the device according to the invention has the particular advantage that two electrical lines can be reliably short-circuited for reducing a potential difference with simple means and without complex mechanical switches.
  • FIG. 1 shows a device for short-circuiting with breakover diodes.
  • FIG. 2 shows a device for short-circuiting with a voltage monitoring device and electrical switches.
  • FIGS. 1 and 2 shows a combination of the embodiments of FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4 shows the embodiment according to FIG. 3, which is additionally equipped with a switch for resetting or deleting semiconductor switching elements.
  • first line 1 which can be a running rail and a second line 2, which can be an earthing line.
  • second line 2 which can be an earthing line.
  • Two electronic switching devices 3 and 4 are used for this purpose, the first 3 switching when the potential of the second line 2 is greater than the potential of the first line 1, and the second electronic switching device 4 switching when the potential of the first line 1 is greater than is the potential of the second line 2.
  • Each of the two electronic switching devices 3 and 4 consist of a thyristor 5, 6 and a series circuit arranged in parallel therewith, firstly a protective diode 7, 8 which is transparent in the same direction as the thyristor 5, 6 and secondly a current limiting resistor 9, 10.
  • each of the series connections additionally has a breakover diode 11, 12. These are constructed in such a way that they open at their input when a certain potential is reached and thus make it possible for the assigned thyristor 5, 6 to be switched to be permeable.
  • the existing semiconductor switching elements are reset or erased when the potential difference between the two lines 1 and 2 Is zero.
  • This simplest variant of a device for short-circuiting two electrical lines 1 and 2 for reducing a potential difference does not require any elaborate electronics and in particular without any elaborate mechanical switches.
  • FIG. 2 shows a variant in which the breakover diodes are replaced by electrical switches 13, 14. All other components correspond to those of the electronic switching devices 3 and 4, which are shown in FIG. 1. These electrical switches 13, 14 close when a certain one is reached
  • a voltage monitoring device 15 is arranged between the first line 1 and the second line 2 and is connected to the electrical switches 13 and 14 via control lines.
  • the advantage over the exemplary embodiment according to FIG. 1 can be seen in the fact that the threshold value for the potential difference at which an electrical switching device 3 or 4 triggers is variable.
  • the threshold value can be selected by suitably setting the voltage monitoring device 15. You can therefore choose different threshold values for short-circuiting as required.
  • the embodiment according to FIG. 3 shows a combination of the previously described two embodiments.
  • the electrical switches 13, 14 known from FIG. 2 are arranged parallel to the breakover diodes 11, 12 known from FIG.
  • the other components correspond to the described embodiments.
  • the combination of a breakover diode 11, 12 and an electrical switch 13, 14 in conjunction with a voltage monitoring device 15 has the advantage that the electronic switching devices 3, 4 always respond to the potential differences defined by the breakover diodes 11, 12 and additionally also even with a smaller potential difference, provided that Water causes the closing of the electrical switches 13, 14 via the voltage monitoring device 15.
  • a current detection device 16 is arranged between the two electronic switching devices 3, 4 on the one hand and the first line 1 on the other hand. This is arranged via a control line with a switch 17 in a connecting line 18 between the two lines 1 and 2.
  • This has the advantage that the semiconductor switching elements of the electronic switching devices 3, 4 are reset or deleted not only when the potential difference between the lines 1 and 2 is zero. This deletion can also be triggered when a small current still flows through the electronic switching devices 3, 4.
  • the current detection device 16 detects whether the current has fallen below a threshold value, which then closes the switch 17 operating as an extinguishing relay via a control line.
  • All of the embodiments according to the invention manage without complex mechanical switches for short-circuiting, which must be arranged directly between the two lines 1 and 2. In addition, advantageously no complex electronics are required.

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Abstract

The invention relates to a device for short-circuiting a first electric line (1) with a second electric line (2) in order to reduce a voltage differential. According to the invention, at least one first electronic switching device (3) is provided between the first (1) and second (2) lines and at least one second electronic switching device (4) is arranged anti-parallel to the first switching device. The invention is characterised in that no mechanical switch is present for the direct short-circuiting operation.

Description

Beschreibungdescription
Einrichtung zum Kurzschließen von zwei elektrischen Leitungen zum Abbau einer PotentialdifferenzDevice for short-circuiting two electrical lines to reduce a potential difference
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kurzschließen einer ersten elektrischen Leitung mit einer zweiten elektrischen Leitung zum Abbau einer Potentialdifferenz, wobei zwischen der ersten und der zweiten Leitung wenigstens eine erste elektronische Schaltvorrichtung und antiparallel zu dieser wenigstens eine zweite elektronische Schaltvorrichtung angeordnet sind, wobei durch wenigstens eine der beiden elektronischen Schaltvorrichtungen eine auftretende Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Leitung überbrückbar ist, wobei die erste elektronischeThe invention relates to a device for short-circuiting a first electrical line with a second electrical line for reducing a potential difference, at least one first electronic switching device being arranged between the first and the second line and at least one second electronic switching device being arranged antiparallel to this, with at least one of the two electronic switching devices, an occurring potential difference between the first and the second electrical line can be bridged, the first electronic
Schaltvorrichtung schaltet, wenn das Potential der zweiten elektrischen Leitung um einen vorgebbaren Differenzwert größer ist als das Potential der ersten elektrischen Leitung und die zweite elektronische Schaltvorrichtung schaltet, wenn das Potential der ersten elektrischen Leitung um einen vorgebbaren Differenzwert größer ist als das Potential der zweiten elektrischen Leitung.Switching device switches when the potential of the second electrical line is greater than the potential of the first electrical line by a predeterminable differential value, and the second electronic switching device switches when the potential of the first electrical line is greater than the potential of the second electrical line ,
Eine derartige Einrichtung ist aus der WO 01/06610 AI be- kannt. Ein wesentlicher Bestandteil der bekannten Einrichtung ist ein mechanischer Schalter, der mit einer Spannungserfas- sungseinrichtung verbunden ist. Beide sind jeweils zwischen den beiden elektrischen Leitungen angeordnet. Bei einer zu großen Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Leitung, die von der Spannungserfassungseinrich- tung erkannt wird, wird der Schalter geschlossen und ein Kurzschluss zwischen den beiden Leitungen bewirkt. Nur zusätzlich zum mechanischen Schalter sind elektronische Schalteinheiten vorhanden, die jedoch den mechanischen Schalter nur ergänzen sollen. Der bewegliche Teile enthaltende mechanische Schalter bewirkt im Wesentlichen den Abbau einer unerwünsch- ten Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Leitung.Such a device is known from WO 01/06610 AI. An essential part of the known device is a mechanical switch which is connected to a voltage detection device. Both are arranged between the two electrical lines. If the potential difference between the first and the second electrical line, which is recognized by the voltage detection device, is too great, the switch is closed and a short circuit between the two lines is effected. Electronic switch units are only available in addition to the mechanical switch, but are only intended to supplement the mechanical switch. The mechanical switch containing moving parts essentially causes the removal of an undesired th potential difference between the first and the second line.
Derartige Einrichtungen zum Kurzschließen von zwei elektrischen Leitungen werden häufig in Bahnstromversorgungsanlagen eingesetzt. Bei Gleichstromversorgung ist die erste elektrische Leitung die Fahrschiene, die als Rückleitung dient, und die zweite elektrische Leitung ist die Strukturerde (Erdungsleitung) .Devices of this type for short-circuiting two electrical lines are frequently used in traction power supply systems. In the case of direct current supply, the first electrical line is the travel rail, which serves as a return line, and the second electrical line is the structural earth (grounding line).
Bei Isolatorüberschlägen können Potentialunterschiede zwischen der Fahrschiene und der Strukturerde auftreten, die Baugruppen, die an den Fahrschienen angeschlossen sind, zerstören können.In the case of insulator flashovers, potential differences can arise between the travel rail and the structural earth, which can destroy assemblies that are connected to the travel rails.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Kurzschließen von zwei elektrischen Leitungen zum Abbau einer Potentialdifferenz anzugeben, die weitgehend ohne bewegliche Teile auskommt.The invention has for its object to provide a device for short-circuiting two electrical lines to reduce a potential difference, which largely does without moving parts.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass zum direkten Kurzschließen kein mechanischer Schalter vorhanden ist.The object is achieved according to the invention in that there is no mechanical switch for direct short-circuiting.
Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Kurzschließen durch konsequente Weiterentwicklung der Leistungshalbleiter allein durch die beiden elektronischen Schaltvorrichtungen zuverlässig bewältigt werden kann. Es wird der Vorteil erzielt, dass ein relativ langsam auslösender mechanischer Schalter vollständig vermieden wird. Trotzdem kommt man ohne sehr aufwendige elektronische Bauteile aus.This is based on the knowledge that short-circuiting through consistent further development of the power semiconductors can be handled reliably by the two electronic switching devices alone. The advantage is achieved that a relatively slow mechanical switch is completely avoided. Nevertheless, you can do without very complex electronic components.
Beispielsweise weist jede elektronische Schaltvorrichtung ein Bauelement auf, das bei Überschreiten einer festen Spannung vom hochohmigen in den niederohmigen Zustand wechselt. Durch dieses Bauelement ist der tolerierbare Differenzwert der Potentiale festzulegen. Dieses Bauelement kann eine Kippdiode, eine Zenerdiode oder ein vergleichbares Bauelement sein.For example, each electronic switching device has a component that changes from a high-resistance to a low-resistance state when a fixed voltage is exceeded. The tolerable difference value of the potentials is to be determined by this component. This component can be a breakover diode, a zener diode or a comparable component.
Nach einem anderen Beispiel kann jede elektronische Schaltvorrichtung einen elektrischen Schalter aufweisen, der von einer zwischen der ersten und der zweiten Leitung angeordneten Spannungsüberwachungseinrichtung schaltbar ist und bei Überschreiten eines Schwellwertes sofort oder zeitverzögert schließt.According to another example, each electronic switching device can have an electrical switch which can be switched by a voltage monitoring device arranged between the first and the second line and which closes immediately or with a time delay when a threshold value is exceeded.
Dieser elektrische Schalter kann beispielsweise parallel zum Bauelement der jeweiligen elektronischen Schaltvorrichtung angeordnet sein, das z.B. eine Kippdiode sein kann. Dadurch wird eine Staffelung erzielt.This electrical switch can, for example, be arranged parallel to the component of the respective electronic switching device, which e.g. can be a breakover diode. This creates a staggering.
Ändert sich die Stromrichtung, wird die elektronische Schaltvorrichtung automatisch wieder geöffnet.If the current direction changes, the electronic switching device is automatically opened again.
Um die elektronischen Schaltvorrichtungen unabhängig davon wieder hochohmig werden zu lassen, kann beispielsweise zwischen den elektronischen Schaltvorrichtungen einerseits und einer der beiden Leitungen andererseits eine Stromerfassungseinrichtung angeordnet sein, die über eine Steuerleitung mit einem Schalter in einer Verbindungsleitung zwischen den bei- den Leitungen in Verbindung steht. Der Schalter dient zum Zurückstellen oder Löschen von Halbleiterschaltelementen der elektronischen Schaltvorrichtung bei geschlossenem Schalter.In order to make the electronic switching devices high-impedance again, a current detection device can be arranged, for example, between the electronic switching devices on the one hand and one of the two lines, which is connected via a control line to a switch in a connecting line between the two lines. The switch is used to reset or delete semiconductor switching elements of the electronic switching device when the switch is closed.
Wenn nun eine unkritische, kleine Stromstärke erfasst worden ist und die elektronische Schaltvorrichtung wieder hochohmig werden soll, wird der Schalter in der Verbindungsleitung kurzzeitig geschlossen. Dieser Schalter dient nicht zum Kurzschließen der beiden elektrischen Leitungen, sondern nur zum Zurückstellen (Löschen) der Halbleiterschaltelemente, damit diese stets zuverlässig arbeiten können. Die elektronischen Schaltvorrichtungen können beispielsweise auch zeitverzögert schalten, um nur länger andauernde zu große Potentialdifferenzen zu unterdrücken. Dazu können die elektronischen Schaltvorrichtungen Thyristoren enthalten, die beispielsweise Ansprechzeiten von 1 bis 2 Mikrosekunden haben.If an uncritical, small current has now been detected and the electronic switching device is to become high-resistance again, the switch in the connecting line is closed briefly. This switch is not used to short-circuit the two electrical lines, but only to reset (delete) the semiconductor switching elements so that they can always work reliably. The electronic switching devices can, for example, also switch with a time delay in order to suppress only excessively large potential differences. For this purpose, the electronic switching devices can contain thyristors which have response times of 1 to 2 microseconds, for example.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Thyristorbeschaltung wenigstens einen Thyristor, dessen Kathode mit der ersten elektrischen Leitung und dessen Anode mit der zweiten elektrischen Leitung verbunden ist. An das Gate des Thyristors ist eine Ansteuerschaltung geführt, die eine Reihenschaltung aus z.B. Kippdiode, Zündvorwiderstand und Schutzdiode umfasst .In one embodiment, the thyristor circuit comprises at least one thyristor, the cathode of which is connected to the first electrical line and the anode of which is connected to the second electrical line. A drive circuit is connected to the gate of the thyristor, which is connected in series from e.g. Toggle diode, ignition resistor and protective diode.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst die Thyristorbeschaltung wenigstens einen Thyristor, dessen Kathode mit der zweiten elektrischen Leitung und dessen Anode mit der ersten elektrischen Leitung verbunden ist. An das Gate des Thy- ristors ist auch hierbei eine Ansteuerschaltung geführt, die eine Reihenschaltung aus z.B. Kippdiode, Zündvorwiderstand und Schutzdiode umfasst.In another embodiment, the thyristor circuit comprises at least one thyristor, the cathode of which is connected to the second electrical line and the anode of which is connected to the first electrical line. Here too, a drive circuit is connected to the gate of the thyristor, which has a series circuit of e.g. Toggle diode, ignition resistor and protective diode.
Die Kippdiode hat beispielsweise eine Zündspannung von 200 bis 800 Volt.The breakover diode has an ignition voltage of 200 to 800 volts, for example.
Mit der Einrichtung nach der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, dass mit einfachen Mitteln und ohne aufwendige mechanische Schalter zwei elektrische Leitungen zum Ab- bau einer Potentialdifferenz zuverlässig kurzgeschlossen werden können.The device according to the invention has the particular advantage that two electrical lines can be reliably short-circuited for reducing a potential difference with simple means and without complex mechanical switches.
Ausführungsbeispiele für die Einrichtung zum Kurzschließen von zwei elektrischen Leitungen werden anhand der Zeichnung näher erläutert: FIG 1 zeigt eine Einrichtung zum Kurzschließen mit Kippdioden.Exemplary embodiments for the device for short-circuiting two electrical lines are explained in more detail with reference to the drawing: 1 shows a device for short-circuiting with breakover diodes.
FIG 2 zeigt eine Einrichtung zum Kurzschließen mit Spannungs- Überwachungseinrichtung und elektrischen Schaltern.2 shows a device for short-circuiting with a voltage monitoring device and electrical switches.
FIG 3 zeigt eine Kombination aus den Ausführungsformen der Figuren 1 und 2.3 shows a combination of the embodiments of FIGS. 1 and 2.
FIG 4 zeigt die Ausführungsform nach Figur 3, die zusätzlich mit einem Schalter zum Zurückstellen oder Löschen von Halbleiterschaltelementen ausgestattet ist.FIG. 4 shows the embodiment according to FIG. 3, which is additionally equipped with a switch for resetting or deleting semiconductor switching elements.
Alle Figuren zeigen eine erste Leitung 1, die eine Fahr- schiene sein kann und eine zweite Leitung 2, die eine Erdungsleitung sein kann. Zwischen den beiden Leitungen 1 und 2 kann es zu großen Potentialunterschieden kommen, die durch Kurzschließen ausgeglichen werden sollen. Dazu dienen zwei elektronische Schaltvorrichtungen 3 und 4, wobei die erste 3 schaltet, wenn das Potential der zweiten Leitung 2 größer als das Potential der ersten Leitung 1 ist, und wobei die zweite elektronische Schaltvorrichtung 4 schaltet, wenn das Potential der ersten Leitung 1 größer als das Potential der zweiten Leitung 2 ist. Jede der beiden elektronischen Schaltvor- richtungen 3 und 4 bestehen aus einem Thyristor 5, 6 und einer parallel zu diesem angeordneten Reihenschaltung aus erstens einer in gleicher Richtung wie der Thyristor 5, 6 durchlässigen Schutzdiode 7, 8 und zweitens einem Strombegrenzungswiderstand 9, 10.All figures show a first line 1, which can be a running rail and a second line 2, which can be an earthing line. There can be large potential differences between the two lines 1 and 2, which should be compensated for by short-circuiting. Two electronic switching devices 3 and 4 are used for this purpose, the first 3 switching when the potential of the second line 2 is greater than the potential of the first line 1, and the second electronic switching device 4 switching when the potential of the first line 1 is greater than is the potential of the second line 2. Each of the two electronic switching devices 3 and 4 consist of a thyristor 5, 6 and a series circuit arranged in parallel therewith, firstly a protective diode 7, 8 which is transparent in the same direction as the thyristor 5, 6 and secondly a current limiting resistor 9, 10.
Nach Figur 1 weist jede der Reihenschaltungen zusätzlich eine Kippdiode 11, 12 auf. Diese sind so aufgebaut, dass sie bei Erreichen eines bestimmten Potentials an ihrem Eingang öffnen und es somit ermöglichen, dass der zugeordnete Thyristor 5, 6 durchlässig geschaltet wird. Ein Zurückstellen oder Löschen der vorhandenen Halbleiterschaltelemente erfolgt, wenn der Potentialunterschied zwischen den beiden Leitungen 1 und 2 Null ist. Diese einfachste Variante einer Einrichtung zum Kurzschließen von zwei elektrischen Leitungen 1 und 2 zum Abbau einer Potentialdifferenz kommt ohne aufwendige Elektronik und insbesondere ohne aufwendige mechanische Schalter aus.According to FIG. 1, each of the series connections additionally has a breakover diode 11, 12. These are constructed in such a way that they open at their input when a certain potential is reached and thus make it possible for the assigned thyristor 5, 6 to be switched to be permeable. The existing semiconductor switching elements are reset or erased when the potential difference between the two lines 1 and 2 Is zero. This simplest variant of a device for short-circuiting two electrical lines 1 and 2 for reducing a potential difference does not require any elaborate electronics and in particular without any elaborate mechanical switches.
Figur 2 zeigt eine Variante, bei der die Kippdioden durch elektrische Schalter 13, 14 ersetzt sind. Alle anderen Bauteile entsprechen denen der elektronischen Schaltvorrichtungen 3 und 4, die in Figur 1 gezeigt sind. Diese elektrischen Schalter 13, 14 schließen bei Erreichen eines bestimmtenFIG. 2 shows a variant in which the breakover diodes are replaced by electrical switches 13, 14. All other components correspond to those of the electronic switching devices 3 and 4, which are shown in FIG. 1. These electrical switches 13, 14 close when a certain one is reached
Schwellwertes der Potentialdifferenz zwischen den beiden Leitungen 1 und 2. Um diese Potentialdifferenz erkennen zu können, ist zwischen der ersten Leitung 1 und der zweiten Leitung 2 eine Spannungsüberwachungseinrichtung 15 angeordnet, die über Steuerleitungen mit den elektrischen Schaltern 13 und 14 in Verbindung steht. Der Vorteil gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 1 ist darin zu sehen, dass der Schwellwert für den Potentialunterschied, bei dem eine elektrische Schaltvorrichtung 3 oder 4 auslöst, variabel ist. Der Schwellwert kann durch geeignete Einstellung der Spannungs- überwachungseinrichtung 15 gewählt werden. Man kann also für das Kurzschließen je nach Bedarf unterschiedliche Schwellwerte wählen.Threshold value of the potential difference between the two lines 1 and 2. In order to be able to recognize this potential difference, a voltage monitoring device 15 is arranged between the first line 1 and the second line 2 and is connected to the electrical switches 13 and 14 via control lines. The advantage over the exemplary embodiment according to FIG. 1 can be seen in the fact that the threshold value for the potential difference at which an electrical switching device 3 or 4 triggers is variable. The threshold value can be selected by suitably setting the voltage monitoring device 15. You can therefore choose different threshold values for short-circuiting as required.
Die Ausführungsform nach Figur 3 zeigt eine Kombination der bisher geschilderten beiden Ausführungsformen. Dabei sind die aus der Figur 2 bekannten elektrischen Schalter 13, 14 parallel zu den aus der Figur 1 bekannten Kippdioden 11, 12 angeordnet. Die übrigen Bauteile stimmen mit den beschriebenen Ausführungsformen überein. Durch die Kombination aus Kippdiode 11, 12 und elektrischem Schalter 13, 14 in Verbindung mit einer Spannungsüberwachungseinrichtung 15 wird der Vorteil erzielt, dass die elektronischen Schaltvorrichtungen 3, 4 stets bei den durch die Kippdioden 11, 12 festgelegten Poten- tialunterschieden ansprechen und zusätzlich aber auch bereits schon bei einem geringeren Potentialunterschied, sofern die- ser über die Spannungsüberwachungseinrichtung 15 das Schließen der elektrischen Schalter 13, 14 bewirkt.The embodiment according to FIG. 3 shows a combination of the previously described two embodiments. The electrical switches 13, 14 known from FIG. 2 are arranged parallel to the breakover diodes 11, 12 known from FIG. The other components correspond to the described embodiments. The combination of a breakover diode 11, 12 and an electrical switch 13, 14 in conjunction with a voltage monitoring device 15 has the advantage that the electronic switching devices 3, 4 always respond to the potential differences defined by the breakover diodes 11, 12 and additionally also even with a smaller potential difference, provided that Water causes the closing of the electrical switches 13, 14 via the voltage monitoring device 15.
Die Ausführungsform nach der Figur 4 entspricht weitgehend derjenigen nach Figur 3. Zusätzlich ist zwischen den beiden elektronischen Schaltvorrichtungen 3, 4 einerseits und der ersten Leitung 1 andererseits eine Stromerfassungseinrichtung 16 angeordnet. Diese ist über eine Steuerleitung mit einem Schalter 17 in einer Verbindungsleitung 18 zwischen den bei- den Leitungen 1 und 2 angeordnet. Damit wird der Vorteil erzielt, dass nicht nur wenn der Potentialunterschied zwischen den Leitungen 1 und 2 Null ist die Halbleiterschaltelemente der elektronischen Schaltvorrichtungen 3, 4 zurückgestellt oder gelöscht werden. Dieses Löschen kann auch bereits ausge- löst werden, wenn noch ein kleiner Strom durch die elektronischen Schaltvorrichtungen 3, 4 fließt. Ob der Strom einen Schwellwert unterschritten hat, wird dabei von der Stromerfassungseinrichtung 16 erkannt, die dann über eine Steuerleitung den als Löschrelais arbeitenden Schalter 17 schließt.The embodiment according to FIG. 4 largely corresponds to that according to FIG. 3. In addition, a current detection device 16 is arranged between the two electronic switching devices 3, 4 on the one hand and the first line 1 on the other hand. This is arranged via a control line with a switch 17 in a connecting line 18 between the two lines 1 and 2. This has the advantage that the semiconductor switching elements of the electronic switching devices 3, 4 are reset or deleted not only when the potential difference between the lines 1 and 2 is zero. This deletion can also be triggered when a small current still flows through the electronic switching devices 3, 4. The current detection device 16 detects whether the current has fallen below a threshold value, which then closes the switch 17 operating as an extinguishing relay via a control line.
Alle Ausführungsformen nach der Erfindung kommen ohne aufwendige mechanische Schalter zum Kurzschließen aus, die direkt zwischen den beiden Leitungen 1 und 2 angeordnet sein üss- ten. Außerdem ist vorteilhafterweise keine aufwendige Elek- tronik erforderlich. All of the embodiments according to the invention manage without complex mechanical switches for short-circuiting, which must be arranged directly between the two lines 1 and 2. In addition, advantageously no complex electronics are required.

Claims

Patentansprüche claims
1. Einrichtung zum Kurzschließen einer ersten elektrischen Leitung (1) mit einer zweiten elektrischen Leitung (2) zum Abbau einer Potentialdifferenz, wobei zwischen der ersten (1) und der zweiten Leitung (2) wenigstens eine erste elektronische Schaltvorrichtung (3) und antiparallel zu dieser wenigstens eine zweite elektronische Schaltvorrichtung (4) angeordnet sind, wobei durch wenigstens eine der beiden elektroni- sehen Schaltvorrichtungen (3, 4) eine auftretende Potentialdifferenz zwischen der ersten (1) und der zweiten elektrischen Leitung (2) überbrückbar ist, wobei die erste elektronische Schaltvorrichtung (3) schaltet, wenn das Potential der zweiten elektrischen Leitung (2) um einen vorgebbaren Diffe- renzwert größer ist als das Potential der ersten elektrischen Leitung (1) und die zweite elektronische Schaltvorrichtung (4) schaltet, wenn das Potential der ersten elektrischen Leitung (1) um einen vorgebbaren Differenzwert größer ist als das Potential der zweiten elektrischen Leitung (2), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zum direkten Kurzschließen kein mechanischer Schalter vorhanden ist.1. Device for short-circuiting a first electrical line (1) with a second electrical line (2) for reducing a potential difference, with at least one first electronic switching device (3) and anti-parallel between the first (1) and the second line (2) this at least one second electronic switching device (4) is arranged, an occurring potential difference between the first (1) and the second electrical line (2) being able to be bridged by at least one of the two electronic switching devices (3, 4), the first electronic switching device (3) switches when the potential of the second electrical line (2) is greater than the potential of the first electrical line (1) by a predeterminable difference value and the second electronic switching device (4) switches when the potential of the first electrical line (1) is greater than the potential of the second electrical by a predeterminable differential value s line (2), so that no mechanical switch is available for direct short-circuiting.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jede elektronische Schaltvorrichtung (3, 4) ein Bauelement aufweist, das bei Überschreiten einer festen Spannung vom hochohmigen in den niederohmigen Zustand wechselt.2. Device according to claim 1, so that each electronic switching device (3, 4) has a component which changes from a high-resistance to a low-resistance state when a fixed voltage is exceeded.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Bauelement eine Kippdiode (11,12), eine Zenerdiode oder ein vergleichbares Bauelement ist.3. Device according to claim 2, so that the component is a breakover diode (11, 12), a zener diode or a comparable component.
4. Einrichtung nach einem der Anspürche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jede elektronische Schaltvorrichtung (3, 4) einen elektrischen Schalter (13, 14) aufweist, der von einer zwischen der ersten (1) und der zweiten Leitung (2) angeordneten Spannungsüberwa- chungseinrichtung (15) schaltbar ist und bei Überschreiten eines Schwellwertes sofort oder zeitverzögert schließt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that each electronic switching device (3, 4) has an electrical one Has switch (13, 14) which can be switched by a voltage monitoring device (15) arranged between the first (1) and the second line (2) and closes immediately or with a time delay when a threshold value is exceeded.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4 oder 3 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der elektrische Schalter (13, 14) parallel zum Bauelement der jeweiligen elektronischen Schaltvorrichtung (3, 4) angeordnet ist.5. Device according to claims 2 and 4 or 3 and 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the electrical switch (13, 14) is arranged parallel to the component of the respective electronic switching device (3, 4).
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen den elektronischen Schaltvorrichtungen (3, 4) einer- seits und einer der beiden Leitungen (1, 2) andererseits eine Stromerfassungseinrichtung (16) angeordnet ist, die über eine Steuerleitung mit einem Schalter (17) in einer Verbindungsleitung (18) zwischen den beiden Leitungen (1 und 2) in Verbindung steht zum Zurückstellen oder Löschen von Halbleiter- schaltelementen der elektronischen Schaltvorrichtungen (3, 4) bei geschlossenem Schalter (17) . 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that between the electronic switching devices (3, 4) on the one hand and one of the two lines (1, 2) on the other hand, a current detection device (16) is arranged which with a control line A switch (17) in a connecting line (18) between the two lines (1 and 2) is connected to reset or delete semiconductor switching elements of the electronic switching devices (3, 4) when the switch (17) is closed.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007029850A1 (en) * 2007-06-28 2009-01-02 Siemens Ag Rail vehicle with a car body and method for protective earth of such a car body
CN102761117A (en) * 2012-07-27 2012-10-31 上海电器成套厂有限公司 Steel rail potential protector and working method thereof
FR3004019A1 (en) * 2013-03-29 2014-10-03 St Microelectronics Tours Sas PROTECTIVE COMPONENT AGAINST OVERVOLTAGES
US9178349B2 (en) 2013-09-11 2015-11-03 General Electric Company Method and system for architecture, control, and protection systems of modular stacked direct current subsea power system
US9640982B2 (en) * 2014-11-05 2017-05-02 General Electric Company Over-voltage protection system and method
CN116488126B (en) * 2023-06-21 2023-09-05 华海通信技术有限公司 Pressure relief device, submarine cable system and submarine cable voltage relief method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3640661A1 (en) 1986-11-28 1988-06-09 Siemens Ag Circuit arrangement for overvoltage protection of a thyristor in the blocking direction
US5436786A (en) * 1992-12-21 1995-07-25 Dairyland Electrical Industries, Inc. Isolator surge protector for DC isolation and AC grounding of cathodically protected systems
US5856904A (en) * 1996-11-15 1999-01-05 Dairyland Electrical Industries, Inc. Voltage and current based control and triggering for isolator surge protector
AU769350B2 (en) 1999-06-23 2004-01-22 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Substituted benzimidazole
WO2001006610A1 (en) * 1999-07-16 2001-01-25 Siemens Aktiengesellschaft Short-circuiting device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO03065534A1 *

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